基于构件化的嵌入式系统设计-STM32微控制器 项目4 利用UART实现上位机和下位机的通信.pptVIP

《基于构件化的嵌入式系统设计》《基于构件化的嵌入式系统设计》《基于构件化的嵌入式系统设计》《基于构件化的嵌入式系统设计》《基于构件化的嵌入式系统设计》《基于构件化的嵌入式系统设计》《基于构件化的嵌入式系统设计》《基于构件化的嵌入式系统设计》基于构件化的嵌入式系统设计-STM32微控制器项目4：利用UART实现上位机和下位机的通信为了实现嵌入式系统设计的可移植和可复用，嵌入式硬件和嵌入式软件均采用构件化的设计思想，即对嵌入式硬件和嵌入式软件进行封装，供系统设计者调用，并倡导嵌入式软件分层设计的理念，以大幅度降低嵌入式技术学习难度和开发难度。本书特色：项目任务驱动，突出学以致用，注重实践创新。每个项目且均采用了“通用知识”→“嵌入式构件设计”→“应用层程序设计”→“学以致用与创新”的学习流程。采用“搭积木”的思想，逐步提高嵌入式系统设计能力。本书可作为高等学校电子信息类、计算机类、自动化类等专业的嵌入式系统设计教材，也可作为嵌入式技术培训教材，还可供从事嵌入式技术开发的工程技术人员参考。项目1：GPIO基础应用—实现闪灯和开关状态检测与控制功能项目2：利用定时中断实现频闪灯项目3：GPIO和定时器的综合应用—实现数码管显示、键盘测控、测温功能项目4：利用UART实现上位机和下位机的通信项目5：利用Timer实现PWM和输入捕获功能项目6：利用ADC设计简易数字电压表项目7：利用SPI实现多机串行通信项目8：利用CAN实现多机通信教材内容 项目4利用UART实现上位机和下位机的通信【项目导读】为了实现上位机PC和下位机MCU之间的通信，可采用UART、USB、Ethernet等多种通信方式，其中UART是最简单的一种通信方式，也是学习其他通信方式的基础。【学习目标】（1）理解UART的通用知识，包括UART硬件、UART通信的数据帧格式、数据通信的波特率和串行通信的传输方式等。（2）熟悉MCU的UART主要特性和引脚，掌握MCU的UART底层驱动构件的使用方法。（3）能够利用MCU的UART底层驱动构件头文件进行PC和MCU的串口通信应用层程序设计与测试。（4）掌握通过UART实现利用格式化输出函数（printf）向PC输出数据的方法，为今后在嵌入式软件设计中使用printf调试奠定基础。*（5）熟悉MCU的UART底层驱动构件源文件的设计方法。项目4利用UART实现上位机和下位机的通信任务4.1理解UART的通用知识UART（UniversalAsynchronousReceiver/Transmitter，通用异步收发器）可实现异步串行通信功能。有时还将UART称为SCI（SerialCommunicationInterface，串行通信接口），简称串口。1、UART硬件MCU的UART通信一般只需3根线：发送线TxD、接收线RxD和地线GND。MCU可通过TTL-USB转换器连接到PC的USB接口，在PC上安装相应的驱动软件，就可实现MCU与PC之间的串口通信。2、UART通信的数据帧格式UART通信的特点：数据以字节为单位，按位的顺序（如最低位优先）从一条传输线上发送出去。（1）发送1位起始位——逻辑“0”，用于通知接收方通信同步。（2）依次发送8位数据D0～D7（低位在前、高位在后）。（3）发送1位奇偶校验位（可选），便于接收方检测数据发送是否正确。（4）发送1～2位停止位——逻辑“1”，用于通知接收方该帧数据已发送完成。若发送方无数据发送，则通信线路上保持空闲状态——逻辑“1”。若发送方发送下一个UART数据帧，则要重新发送起始位，然后发送一字节的新数据。任务4.1理解UART的通用知识3、数据通信的波特率波特率：每秒钟传输二进制数码的位数，单位是bit/s。波特率越高，数据传输的速度就越快。只有通信双方的波特率相同时才可以正常通信。串口通信常用的波特率：1200、1800、2400、4800、9600、19200、38400、57600、115200等（bit/s）。4、串行通信的传输方式（3）半双工通信：通信双方双向传输信息，但在任何时刻，只能由一方发送数据，另一方接收数据，不能同时收发。如，对讲机通信。（2）全双工通信：通信双方双向传输信息，且可以同时发送和接收。如，手机通信。一般情况下，MCU的UART通信接口均是全双工